用于CRH3的SiC/6061铝合金共连续复合材料制动盘在紧急制动过程中考虑气流冷却情况下的热分析(英文)

使用SiC网络陶瓷骨架增强的6061铝合金复合材料(SiCn/Al)制动盘可以减少高速列车的质量。采用有限元(FE)和计算流体动力学(CFD)方法计算在300km/h速度下实施紧急制动过程中考虑气流冷却条件下SiCn/Al制动盘的热和应力。分析制动器总成及其界面的设计特点时考虑了传导、对流和辐射这三种传热的模式。结果表明,具有较高对流系数的气流冷却不仅降低制动中的最高温度,也降低了温度梯度,因为气流加速了制动盘上较热部分的热量散失。有效的气流冷却可以减少制动盘上热斑的形成和盘体的热变形。有无考虑气流冷却时,实施紧急制动后,制动盘最高温度分别为461℃和359℃。有无考虑气流冷却时,制动盘的等效压力可分别达到269和164MPa。然而,在实施紧急制动时,制动盘表面的最大应力可能超过材料的屈服强度,这可能导致在不带冷却时制动盘的塑性损伤累积。模拟结果与实验结果相一致。

纳米SiO_2填充PMMA/PS复合物共连续范围的研究

采用流变法、抽提法以及扫描电镜3种表征方法研究了亲水性纳米二氧化硅粒子SiO2填充对聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)/聚苯乙烯(PS)不相容体系共连续范围的影响.对于未填充PMMA/PS体系,3种方法测得的共连续范围基本一致.而对于粒子填充体系,SEM与溶剂抽提法均表明随着粒子含量的增加,体系的共连续范围变宽,这是由于亲水性SiO2粒子选择性填充在极性PMMA相中,导致PMMA相的熔体粘度和弹性均有大幅提高,从而减缓了破坏共连续结构的纤维断裂或回缩等松弛过程.与SEM法和溶剂抽提法相反,流变法测得的共连续范围随粒子含量增加明显变窄,这主要是因为加入SiO2粒子后,PMMA/PS体系的弹性模量和黏度大大提高(加入7vol%的SiO2后分别增加近50倍和5倍),导致填充试样在装样和设定间距之后需要更长的松弛时间才能开始流变测试.试样在测试前长时间处于高温熔体状态时,其共连续结构很容易在界面张力的驱动下发生粗化和破碎,所以得到的共连续反而变窄.SEM和溶剂抽提法比流变法更适合用来判断粒子填充PMMA/PS体系特别是其高填充体系的共连续范围.

SiO_2纳米粒子填充PS/PMMA共连续共混物的应力松弛行为

采用流变测试和扫描电子显微镜技术,考察了亲水性SiO2纳米粒子对具有共连续结构的聚苯乙烯(PS)/聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)(体积比50/50)共混物在步阶剪切应变下应力松弛行为的影响。研究表明,PS/PMMA共混物呈现两步应力松弛行为,即来源于本体聚合物的较快的松弛以及来源于界面的较慢的松弛。SiO2粒子的加入细化了共混物的形态尺寸,加速了共混物第二阶段的松弛行为。同时,实验结果进一步表明,填充共混物应力松弛行为的加快主要是由于SiO2的加入引起形态细化造成的,而并非组分粘弹性的变化。

有机蒙脱土调控ABS/PA6共混体系的共连续结构

采用熔融共混的方法制备了不同配比的有机蒙脱土(OMMT)填充丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)/尼龙6(PA6)共混物。通过抽提、SEM、TEM、XRD等表征手段研究了OMMT在PA6相中的定向分散现象及共混体系相结构的演变规律。结果表明,OMMT可以定向分散在ABS/PA6共混物的PA6相中,使形成共连续结构的聚合物比例范围变宽;随着OMMT含量的增加,形成共连续结构所需的PA6的含量降低,同时相尺寸减小;OMMT的临界含量(m(OMMT))和形成共连续PA6的质量分数(m(PA6))存在近似的反比关系,其特征参数n值约为8,据此可根据共混体系中PA6的含量,推算形成相反转所需的OMMT添加量,为相关共混物的制备提供有益的借鉴。

复合型相容剂对PP/PS共连续相组成和热稳定影响

采用聚丙烯(PP)和尼龙6(PA6)的接枝共聚物(PP-g-PA6)与聚苯乙烯(PS)和PA6的接枝共聚物(PS-g-PA6)作为PS和PP的共混体系的复合相容剂,考察了不同复合相容剂对PS/PP共连续相组成范围和静态热处理相形态稳定性的影响。结果表明:复合相容剂使得共连续相的组成范围拓宽。接枝密度大的复合相容剂体系对于相形态稳定效果要优于接枝密度小的复合相容剂。并且,增加复合相容剂体系接枝密度要比增加接枝链长更能提高共混物的共连续的相形态稳定。

填料在共连续结构中选择性分散的功能与智能高分子材料的研究进展

综述了利用共连续亚微观结构和填料的选择性分散来设计和制备功能与智能高分子材料的最新研究成果。重点介绍了双连续结构的形成及其在介电绝缘材料、导电导热材料和形状记忆材料等体系中的应用。与"海-岛"结构相比,"双连续"结构中的两个组分都可以形成三维网络结构,因而都可看作基体相,有利于材料的力学、导电以及导热等性能的协同提高。通过控制功能性金属或无机填料在共连续结构中的选择性分散可以在很大范围内调节和优化材料的功能和智能特性,为设计和制备新型高分子纳米复合材料提供了新思路。

SBS/TPU/EVA共混体系三相共连续形态的设计与制备

利用铺展系数法对苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SBS)/热塑性聚氨酯(TPU)/乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)三元共混体系的热力学稳定相形态进行预测,以SBS、TPU和EVA为原料,通过转矩流变仪制备了基于三元共连续结构的SBS/TPU/EVA共混材料。研究了各相组分比及加工工艺对三元共混物热力学稳定相形态的影响。结果表明,在转矩加工过程中,TPU倾向于迁移分布在SBS/EVA两相界面处;两组分间的界面张力是否相互匹配是三元共连续结构形成的前提条件;存在最优的组分体积分数比范围,在该范围内得到的三元共连续结构较为完善。

纳米二氧化硅对PPC/PBS共混体系共连续相形态的影响

通过熔融共混制备了聚碳酸亚丙酯(PPC)/聚丁二酸丁二醇酯(PBS)/纳米二氧化硅(nano-SiO_2)复合材料,采用扫描电镜和流变学方法研究了nano-SiO_2对复合材料共连续形貌结构的影响和复合材料形貌演变过程的动力学因素。实验结果表明,SiO_2强烈的定向聚集作用诱导分散的PBS相熔合形成连续相,当SiO_2的含量更高,形成共连续结构所需的时间更短,并且随着扫描温度和扫描频率的升高,SiO_2的定向聚集作用增强,该形貌演变过程更容易实现。

SiO_2纳米粒子对PMMA/PS共混物共连续相结构退火粗化过程的影响

考察了亲水性纳米SiO2粒子的加入对聚甲基丙烯酸甲酯/聚苯乙烯(PMMA/PS)共混体系的共连续相结构在静态高温退火时形态稳定性的影响,发现静态高温退火条件下,填充体系共连续组成范围变窄幅度较小、特征结构尺寸的粗化速率减慢.流变测试表明纳米SiO2粒子加入之后PMMA/PS共混体系的黏弹性显著提高,从而能减缓破坏构成共连续相结构的纤维断裂或回缩等松弛过程的速率,有效地抑制PMMA/PS共混体系的共连续相结构粗化进程,提高相结构的稳定性.根据现有的两种粗化理论的定性分析表明,在高填充量的共混体系中,加入纳米SiO2粒子导致共混体系的黏弹性的显著改变是影响PMMA/PS共混体系在静态高温退火时共连续相结构粗化速率的主要因素,相对而言界面张力的变化对共连续相结构在静态高温退火时的粗化速率影响则应该较小.

共连续型高分子共混物性能预测模型的研究进展

共连续结构是不相容高分子共混物体系中的典型相结构。共连续共混物的机械性能、热性能、电性能以及阻隔性能等均由于两相的协同作用而得到显著改善。预测共连续共混物的性能无论是在工业生产还是在学术研究上都具有重要的意义。本文针对共连续共混物目前常用的性能预测模型进行了总结归纳,包括串并联模型、Kerner模型、Davies模型、Halpin-Tsai模型、EBM模型、SISS模型、KISS模型、Doi-Ohta模型以及Yu模型等,讨论了这些模型的原理、适用性及优缺点,并对该领域下一步的研究方向进行了展望。

双波段大变倍比连续共变焦光学系统设计

为了提高变焦光学系统在复杂环境下的高分辨率探测能力,解决现有多波段光学系统中光路转换和波段切换耗时长、系统反应慢、不同波段目标信息存在差异的问题,设计了一种可见光(0.38~0.76μm)、中红外(3~5μm)共口径连续共变焦光学系统,系统工作焦距为7.52~98.35mm,变焦比为13×.基于正组补偿变焦理论分析了任意变焦位置处可见光、中红外变焦比的差异及其变化规律,推导了三片薄透镜消色差理论和双波段焦距补偿表达式.对变倍组和补偿组的光焦度进行合理匹配,使系统在任意变焦位置处的焦距及变焦比都相同,提高了双波段目标信息的一致性.根据使用要求,采用光学被动式完成双波段光学系统在-40^+60℃温度范围内的消热差设计.设计结果表明,系统结构紧凑,反应速度快,整体成像质量良好,可实现昼夜全天候工作.

猪粪与奶牛粪混合半连续厌氧共发酵产沼气研究

畜禽粪便的厌氧发酵在养殖场污染治理方面有重要作用。通过猪粪与奶牛粪不同TS比例(1:9、3:7、5:5、7:3、9:1)的混合半连续厌氧共发酵,研究混合原料的产沼气特性。首先,两种粪便的混合发酵过程形成了三个阶段:启动期,稳定期和抑制期。其次,三阶段日产气量变化从100ml/d至1500ml/d。最后,五组TS配比中,猪粪/奶牛粪5:5组维持着稳定的较高甲烷含量,7:3组和9:1组分别取得29766ml和27875ml的较高累计产气量,而1:9组和3:7组表现的最差。总的说来,猪粪与奶牛粪的混合发酵可以在不同的原料TS比中有效运行。

身心并重共护连续干预在宫颈癌放化疗患者中的应用

目的:探讨身心并重共护连续干预在宫颈癌放化疗患者中的应用效果。方法:将2018年2月1日~2020年12月31日80例宫颈癌放化疗患者按1∶1比例分为观察组和对照组各40例,对照组给予常规护理,观察组给予身心并重共护连续干预,比较两组干预效果。结果:观察组癌症自我管理效能感量表(SUPPH)、生活质量量表(QLQ)、匹兹堡睡眠质量指数量表(PSQI)评分及护理满意度高于对照组(P<0.01),焦虑自评量表(SAS)、抑郁自评量表(SDS)评分及不良反应发生率低于对照组(P<0.05,P<0.01);应对方式中,观察组面对评分高于对照组(P<0.01),屈服、回避评分低于对照组(P<0.01)。结论:身心并重共护连续干预可缓解宫颈癌放化疗患者的不良情绪,改善睡眠质量和生活质量,促进患者采取积极的应对方式,提高护理满意度。

氮化硼在聚乙烯/乙烯-醋酸乙烯共聚物中的选择分布及复合材料的导热性能

采用氮化硼(BN)为导热填料、以聚乙烯(PE)和乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)为基体树脂制备了导热复合材料。利用溶剂选择性萃取和扫描电子显微镜研究了PE-EVA共混物的相结构及BN在两相中的分布行为,以热导率为参数评价了复合材料的导热性能。研究结果表明,PE-EVA共混物的相结构与两者的用量比相关,在PE/EVA质量比为1/1时可获得具有共连续结构的共混物;在两相共连续PE-EVA共混物中引入BN后,发现BN选择分布在PE相中,BN/PE相与EVA形成共连续结构。BN的选择分布及共连续结构的形成有助于提高复合材料的热导率,在BN质量分数为30%时,与BN/PE相比,具有选择分布和相连续结构的BN/PE-EVA复合材料的热导率提高了15.4%。

共培养条件下强壮前沟藻与中肋骨条藻的相互作用

半连续条件下研究了强壮前沟藻与中肋骨条藻不同接种密度下种间的相互作用,按照以下条件:(1)1×104个/cm3强壮前沟藻与1×104个/cm3中肋骨条藻;(2)1×104个/cm3强壮前沟藻与5×104个/cm3中肋骨条藻;(3)1×104个/cm3强壮前沟藻与10×104个/cm3中肋骨条藻接种进行共培养实验;在五种培养滤液中培养中肋骨条藻,起始密度为1×104个/cm3;利用双藻竞争模型分析两者的竞争抑制参数,结果表明:半连续共培养条件下,强壮前沟藻对三种接种密度的中肋骨条藻都产生强烈的生长抑制作用(P<0.05),三种接种密度比例下强壮前沟藻对中肋骨条藻的抑制能力分别是中肋骨条藻对强壮前沟藻抑制能力的8.2,3.4和14.2倍;不同接种密度中肋骨条藻对强壮前沟藻的生长抑制作用并没有显著的差异(P>0.05);中肋骨条藻在五种去藻滤液中生长都受到显著抑制(P<0.05),强壮前沟藻中肋骨条藻与强壮前沟藻共培养实验结果表明,对中肋骨条藻的生长具有抑制作用,这种抑制作用是可以通过分泌胞外产物来实现,而与细胞的直接接触没有必然联系。

非均相共沸精馏研究进展

非均相共沸精馏广泛应用于共沸物和近沸物的分离。文章介绍了非均相连续共沸精馏和非均相间歇共沸精馏关键技术的研究进展。对共沸精馏中的关键问题如共沸剂的选择做了详细论述和验证。利用残余曲线法对非均相共沸精馏的过程可行性进行了分析和讨论。

CAS-300光亮连续退火模拟实验机的研究与开发

介绍一台由东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室成功研制出的一种用于不锈钢冷轧后进行模拟光亮连续退火的实验机,应用德国SIEMENS公司的step7软件编程,能满足光亮连续退火实验机所要求的快速响应及控制功能。该实验设备在国内属于首创,其控制精度不低于国际先进的同类设备,文中阐述了光亮连续退火模拟实验机的特点和用途、设计功能、设备构成、人机界面、控制系统及主要性能指标。

石墨烯／TPU／PP的有机溶剂敏感特性研究

通过溶液-熔融共混法制备了具有共连续结构的石墨烯(G)/热塑性聚氨酯(TPU)/聚丙烯(PP)导电高分子复合材料。研究了试样在5种不同有机溶剂中的敏感响应行为。结果表明,在TPU的良溶剂中试样表现出更高的响应度和更快的响应速率,即试样表现出对特定溶剂的选择性敏感响应。此外,复合材料的敏感响应行为还与温度密切相关,当环境温度从15℃升高到50℃时,试样在乙酸乙酯中的响应度从1.45升至3.97。

硫化橡胶的强度及其脆弱的起源

推荐了一种硫化橡胶的真实的结构模型。在硫化橡胶中,交联相和非交联相相互分离构成共连续结构,并在约1~5μm级的橡胶体系中非均匀分散。非交联相在体系被拉伸的条件下会产生变形,硫化橡胶的这种动态特性和破坏特性,很大程度上取决于非硫化橡胶的特性。

利用超临界二氧化碳制备聚己内酯/聚乙二醇多孔支架材料

采用超临界二氧化碳技术与聚合物共混相结合的方法,制备了组织工程多孔支架。通过熔融共混的方法制备具有共连续结构的聚己内酯/聚乙二醇(PCL/PEG)共混物,在超临界二氧化碳中对PCL/PEG共混物进行粗化处理,最后选择蒸馏水作为刻蚀溶剂选择性刻蚀得到多孔支架。系统研究了温度、压力、时间对支架孔径的影响。实验结果表明,随着处理温度、压力的提高以及时间的延长,多孔支架的孔径增大。由于超临界二氧化碳的引入,可以在更低温度下实现PCL/PEG共混物的退火处理,有利于降低材料的降解。并且由于选用了水溶性聚合物作为刻蚀相,在支架的制备过程中完全避免了有机溶剂的使用。